Фундаменты для домов: виды и конструкции

Автор: | 25.02.2016

Общий ресурс жилища обеспечивают фундаменты для домов, которые при проектировании рассматривают, как единую систему с находящимися под ними основаниями. Существуют плитные, ленточные, столбчатые, свайные фундаменты для разных эксплуатационных условий.

Разновидности фундаментов

Основной задачей проектирования коттеджа является получение максимального ресурса, комфорта проживания при минимально возможном бюджете строительства. В зависимости от конструкции фундаменты для домов по умолчанию имеют неодинаковую смету. Все они классифицируются по признакам:

  • конструкция – плита, лента, столбы, сваи, ростверк
  • материал – железобетон, кирпич, бетонный блок, бутовый камень
  • глубина заложения – надземные, наземные, незаглубленные, малозаглубленные, глубокого залегания

Ввиду наличия в большинстве природных грунтов глины, на любые погруженные в почву конструкции в мороз действуют силы пучения. Основная опасность для фундаментов заключается в неравномерности вспучивания соседних участков, характерная исключительно для глины.Разновидности фундаментов

Например, если уложить в воду щебень, песок, построить на них плиту, ленту, при замерзании распределившаяся между частицами этих материалов вода увеличится в объеме равномерно. Здание переместится по вертикали без кренов/наклонов, после оттаивания почвы вернется в проектное положение. В нормальном состоянии на фундаменты разной конструкции, условий эксплуатации действуют нагрузки:

  • заглубленная плита, лента – под подошвой вспучивания нет, зато увеличена боковая поверхность стен, на которую действуют касательные нагрузки вспучивающегося грунта
  • малозаглубленная лента – касательные усилия ничтожны, вспучивание под подошвой
  • плавающая плита – интенсивные неравномерные выталкивающие нагрузки под подошвой
  • столбы – низкая устойчивость, незначительные боковые усилия способны опрокинуть их набок
  • сваи – заглубляются гораздо ниже всех существующих фундаментов, имеют максимальные эксплуатационные характеристики, силы пучения на них практически не действуютДействие сил пучения на фундамент для дома

Чтобы снизить бюджет строительства, достаточно ликвидировать вспучивание грунта в пятне застройки, минимально заглубить фундамент или расположить его на поверхности. Однако этот вариант не годится для почв с низкой несущей способностью (пылеватый песок, насыпь, торфяник, болото).

Внимание: Для сложных геологических условий применяются преимущественно сваи, способные пройти нестабильные горизонты насквозь, достигнуть пластов с высокой несущей способностью

Выбор конструкции

Фундаменты для домов должны воспринимать неравномерные нагрузки от здания, распределять их внутри конструкции, передавать на нижние слои грунта. При этом они не должны просаживаться, крениться, обладать прочностью к силам вспучивания, способным сдвинуть, разорвать железобетон. Вначале рассматриваются самые дешевые варианты строительства, удовлетворяющие эксплуатационным условиям. Например:

  • бюджетный столбчатый фундамент можно не заглублять на скальном, песчаном, гравелистом грунте, он подойдет для деревянного коттеджа, однако для обеспечения пространственной жесткости потребуется обвязать оголовки ростверкомСборный столбчатый фундамент для легкого дома
  • на глинистых почвах можно выполнить комплекс работ по ликвидации вспучивания, использовать МЗЛФ или плавающую плиту для любых стеновых материалов с максимально возможной в индивидуальном строительстве этажностьюФундамент МЗЛФ для кирпичного дома
  • если необходим подвальный этаж, застройщику придется выбрать либо заглубленную плиту, либо ленту, другие варианты отсутствуют, смета получится максимальнойЗаглубленный ленточный сборный фундамент для дома с подвальным этажом
  • при перепадах высот в пятне застройки больше 1,5 метров, высоком УГВ, нестабильных грунтах единственно доступным вариантом станет висячий ростверк по винтовым сваямСвайно-винтовой фундамент для дома на склоне
  • при необходимости болото можно осушить методом подгрузки с вертикальными дренами, однако это займет 1,5 – 2 года, зато позволит изготовить плавающую плиту или МЗЛФМетод осушения болота

Расчеты фундаментов разных конструкций отличаются, поэтому лучше доверить их профессионалам. Максимально точное представление о структуре пластов в пятне застройки дает полное геологическое изыскание. Услуга стоит от 30 тысяч рублей, частные застройщики предпочитают экономить, не всегда владеют достоверной информацией.

Внимание: Единственная технология, когда геологические изыскания не нужны – винтовые сваи. Пробное вкручивание СВС позволяет определить глубину несущего пласта самостоятельно, снизив бюджет изысканий до 2 – 3 тысяч.

Столбчатый фундамент

Существует несколько разновидностей столбчатого фундамента для разных условий эксплуатации. При выборе необходимо учесть:

  • сборные нагрузки от здания – в основном определяются весом несущих конструкций (стропильная система + перекрытия + стены/перегородки + фундамент + облицовки + кровля)
  • геология участка – не рекомендуется ставить столбы при высоком уровне УГВ, на чрезмерно починистых почвах, насыпях, торфяниках
  • наличие подвала – при использовании ростверка по столбам невозможно изготовить цокольный/подземный этаж
  • рельеф – столбы запрещены на участках с перепадом высот от 1 м, поскольку их опрокинет боковыми усилиями вспучивания
  • конструкционный материал – кирпичная, блочная кладка допускается лишь на гравелистых, песчаных, скальных грунтах, в остальных случаях следует использовать монолитные конструкции либо стаканные модификацииФундамент для кирпичного дома

Таким образом, столбчатый фундамент обеспечит минимальные затраты для легких построек (фахверк, «каркасник», сруб, панели СИП) на стабильных почвах ровных участков.

Внимание: Ввиду недостаточной устойчивости столбов мероприятия по ликвидации вспучивания являются обязательными. Дренаж, нерудный материал в обратной засыпке, подстилающем слое, утепление отмостки должны проводиться всегда.

Малозаглубленная лента МЗЛФ

Незаглубленный, мелкозаглубленный решетчатый фундамент, ленточный монолитный пояс применяется преимущественно для тяжелых стеновых материалов (стеновой блок, кирпич). Построить МЗЛФ можно на склоне с перепадом высот до полутора метров, на болоте с предварительным увеличением несущей способности торфяника, на глинистых почвах.Мелкозаглубленный фундамент

Бюджет строительства выше, чем у столбчатого, свайного фундамента, зато опалубка, бетонирование гораздо проще, чем у висячего ростверка. Конструкция имеет высокую опорную поверхность, пространственную жесткость. Для компенсации вспучивания почв необходим комплекс работ:

  • подстилающий слой – 40 – 80 см щебня, песка поверх геотексиля с трамбовкой виброплитой
  • засыпка пазух – этими же нерудными материалами, ширина оболочки вокруг ж/б конструкций должна быть больше 40 см
  • дренаж – проходит по внешнему периметру коттеджа, собирает избыточную влагу из почвы, отводит ее в подземный резервуар
  • утепление – отмостки на глубине 40 см + наружных граней МЗЛФ

Внимание: Практика проектирования МЗЛФ показывает, что даже для 3-х этажных кирпичных особняков запас по несущей способности, минимальный коэффициент армирования  превышает расчетное значение вдвое. Поэтому достаточно использовать два ряда продольных стержней 8 – 16 мм, закладывать в проект ширину ленты от 40 см.

Плавающая плита

Стойкое убеждение индивидуальных застройщиков о том, что плитный фундамент обходится значительно дороже МЗЛФ, не совсем верно:

  • по умолчанию владелец получает готовый пол по грунту, а в некоторых случаях (утепленная шведская плита) вместе с контурами теплого пола
  • ребрами жесткости по периметру плиты можно снизить толщину основной конструкции
  • разряженное армирование центральных участков (расчет доступен исключительно профессионалам) позволяет уменьшить расход арматуры
  • земляных работ здесь гораздо меньше
  • опалубку можно заменить полистирольными щитами, которые станут теплоизоляционным слоем боковых поверхностейФундамент утепленная шведская плита с теплым полом

Внимание: Плита традиционно считается самой надежной конструкцией, единственным недостатком остается сложный ввод коммуникаций, нулевая ремонтопригодность этих узлов.

Заглубленный ленточный или плитный фундамент

Для проектов с подвальными этажами до сих пор единственно возможными вариантами остаются заглубленные плиты, ленты. Конструкции внешне схожие, отличиями являются:

  • площадь опорной поверхности – в первом случае стены цокольного этажа опираются на плиту, во втором варианте стяжка толщиной 10 см не является несущей, не связывается в ленточным фундаментом по периметру
  • технология – опалубка стен монтируется на плиту, набравшую 70% прочности, стяжка заливается после распалубки ленточного фундаментаЗаглубленный ленточный фундамент

Внимание: Заглубленный ленточный фундамент чаще изготавливается сборным из блоков ФБС по плитам ФЛ. Индивидуальному застройщику сложно собрать опалубку высотой от 2 м, уплотнить бетон внутри нее послойно, обеспечить боковой защитный слой 3 – 5 см

Ввиду громадной площади контакта наружных граней этих конструкций с пучинистыми грунтами в обязательном порядке производится засыпка пазух котлована нерудными материалами. Ширина слоя увеличивается до 50 см, специалисты рекомендуют для гарантированной защиты конструкции сминиемо-скользящую теплоизоляцию:

  • наружная поверхность гидроизолируется обмазочными, оклеечными, штукатурными материалами
  • на нее крепится 5 см слой пенополистирола XPS высокой плотности
  • конструкция укрывается полиэтиленовой пленкой 0,15 мм (крепится только к цокольной части)
  • затем прислоняется пенополистирол ПСБ-С низкой плотности, никак не закрепленный к фундаменту, прижимаемый лишь песком обратной засыпки

При вспучивании грунт сминает наружный утеплитель, сдвигает его вверх по пленке, весной конструкция восстанавливается после оттаивания почвы.

Ростверк по сваям

Для свайно-ростверковых фундаментов отсутствуют любые ограничения – их можно погружать на склонах, болотах, сложном рельефе, в прибрежной зоне. В земле сваи зажаты грунтом, конструкция максимально жесткая, устойчивая. Если оголовки отстоят от земли больше 1 м, участок имеет перепады высот, эти характеристики снижаются.Плитный ростверк по буронабивным сваям

Поэтому конструкцию усиливают диагональными, вертикальными связями, распорами. В любом случае для сложных эксплуатационных условий это единственный вариант фундамента, цена которого не может быть выше МЗЛФ, плавающей плиты.

Внимание: Буронабивными сваями часто усиливают МЗЛФ, винтовые сваи применяют для реставрации старых зданий в 90% случаев.

Монолитный ростверк используется для кирпичных, бетонных коттеджей. Балками из двутавра, швеллера обвязывают оголовки свай для срубов. Нижний брус обвязки каркасников, домов из панелей СИП, фахверков по умолчанию является деревянным ростверком легких построек.

Особенности изготовления

Фундаменты для домов имеют различные сроки возведения, объемы бетонных, земляных, опалубочных работ. Например в плитный, ростверковый фундамент коммуникации необходимо завести перед строительством конструкции. В ленточном это можно сделать позже. Подполья висячих ростверков следует защитить по бокам забиркой, в остальных конструкциях наземная часть является готовым цоколем. Гидроизоляция не требуется лишь сваям, бетонные поверхности остальныхфундаментов необходимо защитить от намокания.

Котлован или траншеи?

Плодородный слой в пятне застройки не требуется снимать при погружении/бетонировании свай, оголовки которых планируется связать висячим ростверком. Объем земляных работ для строительство остальных фундаментов заметно отличатся:

  • столбы – котлован при полах по грунту, траншеи или шурфы при сборном, монолитном перекрытииШурф для стаканного столбчатого фундамента
  • МЗЛФ – пахотный слой снимается целиком, под несущими стенами отрываются траншеи шириной 2 м минимум, чтобы обеспечить заливку подбетонки, укладку дренов накализации, доступ к боковым поверхностям при изготовлении обмазочной, штукатурной, оклеечной гидроизоляцииТраншеи для ленточного фундамента
  • лента глубокого заложения – применяется для коттеджей с подвалом, поэтому потребуется спецтехника для выемки грунта из котлована, вывоза за пределы участкаКотлован для фундамента плитного
  • плита – снимается только плодородный слой на глубину 0,4 – 0,8 м в зависимости от пучинистости грунта

Внимание: Не рекомендуется строительство щелевого фундамента, заливаемого в земляную опалубку. Узкая траншея не позволит уложить дрены, гидроизолировать бетонные поверхности по бокам, утеплить отмостку.

Ликвидация сил пучения

Силы неравномерного пучения возникают при наличии трех условий: наличие в почве глины, насыщение ее водой, промерзание при отрицательных температурах. Существует несколько технологий по снижению вспучивания грунтов:

  • использование нерудных материалов – песком, щебнем заменяют почву под подошвой фундамента, в пазухах обратной засыпки котлованов/траншей, в этих инертных продуктах глины нет, даже при вспучивании грунт поднимается равномерно, не повреждая ж/б конструкции
  • утепление – вертикальных поверхностей ленты или торцов плит в сочетании с горизонтальным слоем теплоизоляции под отмосткой (глубина 0,4 м), позволяющее сохранить в пятне застройки геотермальное тепло недр
  • дренаж – в уложенный по периметру дома контур из перфорированных труб собирается избыточная влага, отводится в подземную емкость самотекомУтепление фундамента и отмостки

Внимание: Указанные мероприятия следует проводить в комплексе, исключая каждый фактор морозного пучения. Для свайных фундаментов эти меры предосторожности излишни.

Особенности армирования фундаментов

Самыми надежными, долговечными для подземной эксплуатации в агрессивных средах считаются монолитные, сборные бетонные конструкции. Однако бетон работает исключительно на сжатие, растягивающие нагрузки вызывают мгновенное раскрытие трещин, разрушение через несколько лет.

Поэтому применяется композитный материал железобетон, арматурные пояса которого как раз и предназначены для восприятия растягивающих усилий. Армируются фундаменты не одинаково:

  • буронабивные сваи – каркас состоит из вертикальных 8 – 12 мм прутков, обвязанных кольцевыми, квадратными или треугольными хомутамиАрмирование
  • ленточный фундамент – каркас с прямоугольными хомутами, продольными стержнямиАрмирование ленточного фундамента
  • плита – две арматурных сетки с ячейкой 10 х 10 – 20 х 20 см, при наличии ребер жесткости в них закладываются каркасы, аналогичные предыдущему случаю, только меньших размеровАрмирование плитного фундамента
  • столбы – каркасы с квадратными, кольцевыми хомутами, вертикальными пруткамиАрмирование столбчатого фундамента

Внимание: Ростверки армируются аналогично лентам, хотя растягивающих нагрузок не испытывают. Арматура в них конструкционная, расчеты производятся исключительно по минимальному проценту армирования.

Таким образом, рассмотрены все существующие варианты фундаментов. Это поможет выбрать индивидуальному застройщику необходимую для конкретных эксплуатационных условий конструкцию с учетом геологии, ландшафта на стройплощадке.